Une collection complète de méthodes de formage des métaux, qu'y a-t-il d'autre que l'usinage ?
La méthode de formage des matériaux est une partie importante de la conception des pièces et un facteur clé dans le processus de traitement. Outre l'usinage, le moulage par injection de métal, le formage plastique et l'impression 3D qui ont émergé ces dernières années sont autant de technologies principales. Examinons de plus près ces méthodes de formage des métaux Les caractéristiques de l'engin.
fonderie
Le métal liquide est coulé dans la cavité du moule adaptée à la forme et à la taille de la pièce, puis refroidi et solidifié pour obtenir des ébauches ou des pièces. Il est généralement appelé formage ou coulée de métal liquide.
Flux de processus : métal liquide → remplissage → retrait de solidification → coulée
Caractéristiques du processus :
1. Il peut produire des pièces avec des formes complexes arbitraires, en particulier celles avec des formes complexes de cavité interne.
2. Forte adaptabilité, types illimités d'alliages, taille presque illimitée des pièces moulées.
3. La source de matériaux est large, les déchets peuvent être refondus et l'investissement en équipement est faible.
4. Taux de rebut élevé, faible qualité de surface et mauvaises conditions de travail.
Classement de coulée :
(1) Moulage au sable (moulage au sable)
Procédé de coulée pour produire des pièces moulées dans des moules en sable. L'acier, le fer et la plupart des moulages d'alliages non ferreux peuvent être obtenus par moulage au sable.
Flux de processus:
Caractéristiques techniques:
1. Il convient à la fabrication d'ébauches aux formes complexes, en particulier avec des cavités internes complexes ;
2. Large adaptabilité et faible coût ;
3. Pour certains matériaux à faible plasticité, comme la fonte, le moulage au sable est le seul procédé de formage pour fabriquer ses pièces ou ses ébauches.
Application: bloc-cylindres de moteur, culasse, vilebrequin et autres pièces moulées d'automobiles
(2) moulage de précision (moulage de précision)
Habituellement, il s'agit de fabriquer un motif à partir d'un matériau fusible, de recouvrir la surface du motif de plusieurs couches de matériau réfractaire pour faire une coque, puis de fondre le motif et de décharger la coque, de manière à obtenir un moule sans surface de séparation. , qui peut être rempli après une torréfaction à haute température. Solutions de coulée pour le coulage du sable. Souvent appelé « fonte à la cire perdue ».
Flux de processus:
avantage:
1. Précision dimensionnelle et précision géométrique élevées ;
2. Rugosité de surface élevée ;
3. Il peut couler des pièces moulées avec des formes complexes et les alliages de coulée ne sont pas limités.
Inconvénients : processus compliqué et coût élevé
Application: Il convient à la production de petites pièces aux formes complexes, aux exigences de haute précision ou à d'autres traitements difficiles, tels que les aubes de moteurs à turbine, etc.
(3) Moulage sous pression
En utilisant une pression élevée pour presser le métal en fusion dans une cavité de moule métallique de précision à grande vitesse, le métal en fusion est refroidi et solidifié sous pression pour former une pièce coulée.
Flux de processus:
avantage:
1. Pendant le moulage sous pression, le liquide métallique supporte une pression élevée et le débit est rapide
2. Bonne qualité de produit, taille stable et bonne interchangeabilité ;
3. L'efficacité de la production est élevée et le moule de moulage sous pression peut être utilisé fréquemment.
4. Il convient à la production de masse et présente de bons avantages économiques.
défaut:
1. Les pièces moulées sont sujettes à de minuscules pores et à un rétrécissement.
2. Les moulages sous pression ont une faible plasticité, il n'est donc pas adapté de travailler sous une charge d'impact et des vibrations;
3. Lors du moulage sous pression d'alliages à point de fusion élevé, la durée de vie du moule est faible, ce qui affecte l'expansion de la production de moulage sous pression.
Application : les moulages sous pression ont d'abord été utilisés dans l'industrie automobile et l'industrie des instruments, puis se sont progressivement étendus à diverses industries, telles que les machines agricoles, l'industrie des machines-outils, l'industrie électronique, l'industrie de la défense, l'informatique, l'équipement médical, les horloges, les caméras et le matériel quotidien. et d'autres industries.
(4) Coulée à basse pression (coulée à basse pression)
Fait référence à la méthode de remplissage du moule avec du métal liquide sous une pression inférieure (0.02-0.06MPa) et de cristallisation sous pression pour former une pièce moulée.
Flux de processus:
Caractéristiques techniques:
1. La pression et la vitesse pendant la coulée peuvent être ajustées, de sorte qu'elles peuvent être appliquées à divers moules de coulée (tels que des moules en métal, des moules en sable, etc.), coulant divers alliages et pièces moulées de différentes tailles;
2. Le remplissage de type injection par le bas est adopté, le remplissage de métal fondu est stable sans éclaboussures, ce qui peut éviter le gaz impliqué et l'érosion de la paroi et du noyau du moule, et améliorer le taux qualifié de pièces moulées ;
3. La coulée cristallise sous pression, la structure de coulée est dense, le contour est clair, la surface est lisse et les propriétés mécaniques sont élevées, ce qui est particulièrement bénéfique pour la coulée de grandes pièces à parois minces.
4. La colonne montante d'alimentation est omise et le taux d'utilisation du métal est augmenté à 90-98 % ;
5. Faible intensité de travail, bonnes conditions de travail, équipement simple, mécanisation et automatisation faciles à réaliser.
Application : principalement produits traditionnels (culasse, moyeu de roue, carcasse de cylindre, etc.).
(5) coulée centrifuge (coulée centrifuge)
Une méthode de coulée dans laquelle le métal fondu est versé dans un moule rotatif, et le moule est rempli et solidifié sous l'action de la force centrifuge.
Flux de processus:
avantage:
1. Il n'y a presque pas de consommation de métal dans le système de coulée et le système de colonne montante, ce qui améliore le rendement du processus ;
2. Il n'y a pas besoin de noyau lors de la production de pièces moulées creuses, de sorte que la capacité de remplissage du métal peut être grandement améliorée lors de la production de pièces moulées tubulaires longues;
3. Le moulage a une densité élevée, moins de défauts tels que des pores et des inclusions de scories, et des propriétés mécaniques élevées ;
4. Il est pratique de fabriquer des pièces moulées en métal composite telles que des barils et des manchons.
défaut:
1. Il existe certaines limitations lorsqu'il est utilisé pour produire des pièces moulées de forme spéciale;
2. Le diamètre du trou intérieur de la pièce moulée n'est pas précis, la surface du trou intérieur est relativement rugueuse, la qualité est médiocre et la tolérance d'usinage est importante.
3. Les pièces moulées sont sujettes à la ségrégation par gravité spécifique
application:
La coulée centrifuge a d'abord été utilisée pour produire des tuyaux coulés. Au pays et à l'étranger, la technologie de coulée centrifuge est utilisée dans la métallurgie, l'exploitation minière, le transport, les machines de drainage et d'irrigation, l'aviation, la défense nationale, l'automobile et d'autres industries pour produire des pièces moulées en acier, en fer et en alliage de carbone non ferreux. Parmi eux, la production de pièces moulées telles que les tuyaux en fonte centrifuge, les chemises de cylindre de moteur à combustion interne et les chemises d'arbre est la plus courante.
(6) Coulée de moules métalliques (moulage sous pression par gravité)
Procédé de moulage dans lequel le métal liquide remplit un moule métallique sous l'action de la gravité et se refroidit et se solidifie dans le moule pour obtenir une pièce moulée.
Flux de processus:
avantage:
1. La conductivité thermique et la capacité thermique du moule en métal sont importantes, la vitesse de refroidissement est rapide, la structure de la pièce moulée est dense et les propriétés mécaniques sont environ 15 % supérieures à celles de la pièce moulée en sable.
2. Des pièces moulées avec une précision dimensionnelle élevée et une faible rugosité de surface peuvent être obtenues, et la stabilité de la qualité est bonne.
3. Parce que les noyaux de sable ne sont pas utilisés ou rarement utilisés, l'environnement est amélioré, la poussière et les gaz nocifs sont réduits et l'intensité du travail est réduite.
défaut:
1. Le moule métallique lui-même n'a pas de perméabilité à l'air, et certaines mesures doivent être prises pour exporter l'air dans la cavité et le gaz généré par le noyau de sable ;
2. Le type de métal n'a aucune concession et le moulage est sujet aux fissures lorsqu'il se solidifie.
3. Le cycle de fabrication des moules métalliques est plus long et le coût est plus élevé. Par conséquent, de bons effets économiques ne peuvent être démontrés que lorsqu'ils sont produits en masse en grande quantité.
application:
La coulée de moules métalliques convient non seulement à la production en série de pièces moulées en alliages non ferreux tels que les alliages d'aluminium et les alliages de magnésium aux formes complexes, mais également à la production de pièces moulées et de lingots de fer et d'acier.
(7) Moulage sous vide (moulage sous vide)
Il s'agit d'un processus avancé de moulage sous pression qui améliore les propriétés mécaniques et la qualité de surface des pièces moulées sous pression en éliminant ou en réduisant considérablement les pores et les gaz dissous dans les pièces moulées sous pression en extrayant le gaz dans la cavité du moule de moulage sous pression pendant le procédé de moulage sous pression.
Flux de processus:
avantage:
1. Éliminer ou réduire les pores à l'intérieur du moulage sous pression, améliorer les propriétés mécaniques et la qualité de surface du moulage sous pression et améliorer les performances du revêtement ;
2. Pour réduire la contre-pression de la cavité, des alliages avec une pression spécifique inférieure et de mauvaises performances de coulée peuvent être utilisés, et il est possible de couler sous pression des pièces moulées plus grandes avec de petites machines;
3. Les conditions de remplissage sont améliorées et des pièces moulées plus fines peuvent être moulées sous pression.
défaut:
1. La structure d'étanchéité du moule est compliquée et difficile à fabriquer et à installer, de sorte que le coût est élevé.
2. Si la méthode de moulage sous vide n'est pas correctement contrôlée, l'effet ne sera pas très significatif.
(8) Moulage par compression (moulage sous pression)
Procédé de solidification de métal liquide ou semi-solide sous haute pression, de fluotournage et d'obtention directe de pièces ou d'ébauches. Il présente les avantages d'un taux d'utilisation élevé du métal liquide, d'un processus simplifié et d'une qualité stable. Il s'agit d'une technologie de formage des métaux économe en énergie avec des perspectives d'application potentielles.
Flux de processus:
Coulée par extrusion directe : peinture en aérosol, alliage coulé, serrage de moule, pressurisation, maintien de la pression, décompression, fendage de moule, démoulage à blanc, réinitialisation ;
Coulée par extrusion indirecte : revêtement, serrage du moule, alimentation, remplissage, pressurisation, maintien de la pression, décompression, séparation du moule, démoulage à blanc, réinitialisation.
Caractéristiques techniques:
1. Il peut éliminer les défauts internes tels que les pores, les cavités de retrait et la porosité de retrait ;
2. Faible rugosité de surface et précision dimensionnelle élevée ;
3. Il peut empêcher la génération de fissures de moulage ;
4. Il est facile de réaliser la mécanisation et l'automatisation.
Application : Il peut être utilisé pour produire divers types d'alliages, tels que l'alliage d'aluminium, l'alliage de zinc, l'alliage de cuivre, la fonte ductile, etc.
(9) Coulée de mousse perdue
Les modèles de paraffine ou de mousse de taille et de forme similaires aux moulages sont collés et combinés en grappes de modèles. Après avoir brossé la peinture réfractaire et séché, ils sont enterrés dans du sable de quartz sec pour le moulage par vibration, et versés sous pression négative pour vaporiser le modèle, et le métal liquide occupe la position Modèle, une nouvelle méthode de coulée qui forme une coulée après solidification et refroidissement.
Flux de processus : pré-moussage→moulage moussant→trempage de peinture→séchage→modélisation→versage→agitation→nettoyage
Caractéristiques techniques:
1. Le moulage a une haute précision et aucun noyau de sable, ce qui réduit le temps de traitement.
2. Pas de surface de séparation, conception flexible et haut degré de liberté ;
3. Production propre, aucune pollution ;
4. Réduire les coûts d'investissement et de production.
application:
Il convient à la production de pièces moulées de précision de différentes tailles avec des structures complexes. Les types d'alliages ne sont pas limités, et les lots de production ne sont pas limités. Tels que le carter de moteur en fonte grise, le coude en acier à haute teneur en manganèse, etc.
(10) Coulée continue (coulée continue)
Une méthode de coulée avancée, le principe consiste à verser en continu du métal fondu dans un moule en métal spécial appelé cristalliseur, et la coulée solidifiée (croûte) est extraite en continu de l'autre extrémité du cristalliseur, il peut obtenir des coulées de n'importe quelle longueur ou spécifique longueurs.
Caractéristiques techniques:
1. En raison du refroidissement rapide du métal, la cristallisation est dense, la structure est uniforme et les propriétés mécaniques sont bonnes.
2. Économisez du métal et augmentez le rendement ;
3. Le processus est simplifié et la modélisation et d'autres processus sont exemptés, réduisant ainsi l'intensité de la main-d'œuvre ; la surface de production nécessaire est également fortement réduite ;
4. La production de coulée continue est facile à réaliser la mécanisation et l'automatisation, et améliore l'efficacité de la production.
application:
La méthode de coulée continue peut couler l'acier, le fer, l'alliage de cuivre, l'alliage d'aluminium, l'alliage de magnésium et d'autres pièces coulées longues avec des formes de section constantes, telles que des lingots, des brames, des billettes, des tuyaux, etc.
formage plastique
En utilisant la plasticité du matériau, la méthode de traitement de la pièce avec moins de coupe ou pas de coupe sous la force externe de l'outil et du moule. Il en existe de nombreux types, notamment le forgeage, le laminage, l'extrusion, l'étirage, l'estampage, etc.
(1) forger
Il s'agit d'une méthode de traitement qui utilise des machines de forgeage pour appliquer une pression sur des ébauches métalliques afin de provoquer une déformation plastique afin d'obtenir des pièces forgées avec certaines propriétés mécaniques, certaines formes et tailles.
Selon le mécanisme de formage, le forgeage peut être divisé en forgeage libre, matriçage, laminage circulaire et forgeage spécial.
Forgeage libre : généralement sur un forgeage à marteaux ou une presse hydraulique, à l'aide d'outils simples pour marteler des lingots ou des blocs de métal dans les formes et tailles requises.
Matriçage: Il est formé en utilisant une matrice sur un marteau de matriçage ou une presse à forger à chaud.
Laminage circulaire : fait référence à la production de pièces annulaires de différents diamètres à l'aide de machines de laminage circulaire à équipement spécial, et est également utilisé pour produire des pièces en forme de roue telles que des moyeux d'automobiles et des roues de train.
Forgeage spécial: y compris le forgeage par laminage, le laminage à coins croisés, le forgeage radial, le forgeage par matrice liquide et d'autres méthodes de forgeage, qui conviennent mieux à la production de pièces de formes spéciales.
Processus technologique : chauffage de la billette de forgeage → préparation de la billette de forgeage au rouleau → formage par forgeage → coupe des bords → poinçonnage → redressement → inspection intermédiaire → traitement thermique des pièces forgées → nettoyage → redressement → inspection
Caractéristiques techniques:
1. La qualité des pièces forgées est supérieure à celle des pièces moulées et peut résister à une grande force d'impact. La plasticité, la ténacité et d'autres propriétés mécaniques sont également supérieures à celles des pièces moulées ou même supérieures à celles des pièces roulantes.
2. Économisez les matières premières et réduisez les heures de traitement.
3. Efficacité de production élevée.
4. Le forgeage libre convient à la production de pièces uniques et de petits lots et offre une grande flexibilité.
application:
Cylindres et engrenages à chevrons de grands laminoirs, rotors, roues à aubes et bagues de retenue de turbogénérateurs, cylindres et colonnes de travail d'énormes presses hydrauliques, essieux de locomotives, vilebrequins et bielles d'automobiles et de tracteurs, etc.
(2) rouler
Une méthode de traitement sous pression dans laquelle l'ébauche métallique passe à travers l'espace entre une paire de rouleaux rotatifs (différentes formes), et la section transversale du matériau est réduite et la longueur est augmentée en raison du formage par compression et du laminage des rouleaux.
Classement roulant :
Selon le mouvement de la pièce laminée, on distingue : le laminage longitudinal, le laminage horizontal et le laminage oblique. Le laminage longitudinal est un processus dans lequel le métal passe entre deux rouleaux avec des sens de rotation opposés et produit une déformation plastique entre eux ; la direction de déplacement de la pièce laminée après déformation est cohérente avec la direction de l'axe du rouleau ; Angle non spécial de l'axe de roulis.
application:
Il est principalement utilisé dans les profilés métalliques, les plaques, les tuyaux, etc., ainsi que dans certains matériaux non métalliques tels que les produits en plastique et les produits en verre.
(3) extrusion
Sous l'action d'une contrainte de compression inégale à trois voies, la billette est extrudée de l'orifice ou de l'espace du moule pour réduire la section transversale et augmenter la longueur, et la méthode de traitement pour devenir le produit souhaité est appelée extrusion. Ce traitement de la billette est appelé moulage par extrusion. .
Flux de processus:
Préparation avant extrusion → chauffage des barres de coulée → extrusion → étirage, torsion et redressage → sciage (coupe à longueur) → contrôle par échantillonnage → vieillissement artificiel → emballage et stockage
avantage:
1. Large gamme de production, de spécifications de produits et de variétés ;
2. Grande flexibilité de production, adaptée à la production en petits lots;
3. Le produit a une précision dimensionnelle élevée et une bonne qualité de surface;
4. Moins d'investissement en équipement, petite zone d'atelier, production automatique facile à réaliser.
défaut:
1. Grande perte de déchets géométriques ;
2. Flux de métal irrégulier ;
3. Basse vitesse d'extrusion et long temps auxiliaire ;
4. L'usure des outils est importante et le coût est élevé.
Champ d'application de la production: principalement utilisé pour fabriquer de longues tiges, des trous profonds, des pièces à paroi mince et des pièces de section transversale de forme spéciale.
(4) Tirer
Procédé de traitement plastique dans lequel une force externe agit sur l'extrémité avant du métal étiré pour tirer l'ébauche métallique hors d'un trou de matrice plus petit que la section de l'ébauche pour obtenir un produit de forme et de taille correspondantes.
avantage:
1. Taille précise et surface lisse;
2. Les outils et équipements sont simples ;
3. Production continue à grande vitesse de produits longs avec de petites sections.
défaut:
1. La quantité de déformation par passe et la déformation totale entre deux recuits sont limitées ;
2. La longueur est limitée.
